Основы гидравлики

Решение задач по гидравлике


Цена на решение задач по гидравлике - 150 руб.

 

Возможно решение задач по гидравлике онлайн (во время экзамена).


Пример выполнения работы: 

 

Заказать решение           Способ оплаты

 

 

Определение гидравлики и краткая история ее развития


Решение гидравликиГидравликой называется прикладная наука, занимающаяся изучением законов покоя и движения жидких тел и рассматривающая приложения этих законов к решению конкретных технических задач. Практическое значение гидравлики весьма велико, так как она представляет собой основу для инженерных расчётов во многих областях техники и является базой для ряда специальных дисциплин: гидротехники, гидравлических машин (насосы и турбины), водоснабжения и канализации, осушения и орошения, водного транспорта, нефтяного дела и т. д.
Гидравлика — одна из самых древних наук в мире. Ещё в глубокой древности, задолго до нашей эры, с первых шагов своего исторического развития, человек был вынужден практически заниматься решением различных задач гидравлики. Об этом говорят результаты археологических исследований и наблюдений, которые показывают, что ещё за 5000 лет до нашей эры в Китае, а затем и в некоторых других странах древнего мира уже существовали оросительные каналы и были известны некоторые простейшие устройства для подъёма воды. Во многих местах сохранились также остатки водонапорных и гидротехнических сооружений (водоводы, плотины, акведуки), свидетельствующие о весьма высоком уровне строительного искусства в древнем мире. Однако никаких сведений о гидравлических расчётах этих сооружений не имеется, и надо полагать, что все они были построены на основании чисто практических навыков и правил.
Первые указания о научном подходе к решению задач гидравлики относятся к 250 году до нашей эры, когда Архимедом был открыт закон о равновесии тела, погружённого в жидкость. В дальнейшем, однако, на протяжении последующих более чем полутора тысячелетий гидравлика не получила сколько-нибудь заметного развития. В эту эпоху, характеризовавшуюся общим застоем в науке и культуре, были не только утеряны первые элементы знания, но и в значительной степени забыты практические навыки решения задач гидравлики. И только в XVI—XVII веках, в эпоху Возрождения, когда появились работы Стевина, Леонардо да Винчи, Галилея, Паскаля, Ньютона, исследовавших, в частности, ряд весьма важных гидравлических явлений, было положено серьёзное основание дальнейшему развитию гидравлики как науки.
Помимо гидравлики, решением задач покоя и движения жидкостей занимается также и другая наука — теоретическая гидромеханика, развившаяся как самостоятельный раздел теоретической механики.
 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИКИ


При решении задач гидравлики жидкими телами, или жидкостями, в широком смысле слова, называют физические тела, легко изменяющие свою форму под действием сил самой незначительной величины. В отличие от твёрдых тел жидкости характеризуются весьма большой подвижностью своих частиц и поэтому обладают способностью принимать форму сосуда, в который они налиты. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные. Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова; к их числу относятся различные жидкости, встречающиеся в природе и применяемые в технике: вода, нефть, керосин и т. д. Все капельные жидкости оказывают большое сопротивление изменению объёма и трудно поддаются сжатию. При изменении давления и температуры их объём изменяется весьма незначительно. Наоборот, газообразные жидкости (газы) изменяют свой объём в зависимости от этих же факторов в значительной степени. При решении задач гидравлики обычно изучаются капельные жидкости, в дальнейшем для краткости называемые просто жидкостями. Газообразные жидкости, их свойства и применение рассматриваются в соответствующих специальных дисциплинах — термодинамике и аэромеханике. Капельные жидкости практически не оказывают заметного сопротивления растягивающим усилиям. Силы сцепления, существующие между молекулами таких жидкостей, проявляются только на их поверхности в виде так называемых сил поверхностного натяжения, где и обнаруживается известная сопротивляемость жидкости разрыву. Этим объясняется, например, существование тонкой плёнки мыльного пузыря, образование капли, удерживаемой от падения под действием силы тяжести, и т. п. Силы сопротивления жидкости разрыву ничтожно малы. Поэтому при решении обычных задач гидравлики считают, что растягивающие усилия в жидкости отсутствуют. Наряду с этим следует особо подчеркнуть, что капельные жидкости оказывают существенное сопротивление сдвигающим силам, которое проявляется при движении жидкости в виде сил внутреннего трения; правильный учёт этих сил внутреннего трения при движении жидкости является одной из основных задач гидравлики. В гидравлике жидкость рассматривается как совокупность материальных точек (частиц) в ограниченном объеме; различают твёрдые поверхности, ограничивающие объём жидкости (например, стенки и дно сосудов, заключающих жидкость), и так называемые свободные поверхности, по которым жидкость граничит с другими жидкостями или газами (например, поверхность соприкасания жидкости с воздухом в открытом сосуде). Силы, действующие на ограниченный объём жидкости, в гидравлике, как и в теоретической механике, принято делить на внутренние и внешние. Внутренние силы представляют собой силы взаимодействия между отдельными частицами рассматриваемого объёма жидкости; внешние силы делятся на силы поверхностные, приложенные к поверхностям, ограничивающим объём жидкости (например, силы, действующие на свободную поверхность, силы реакции стенок и дна сосудов), и силы объёмные, непрерывно распределённые по всему объёму жидкости (например, сила тяжести). С целью облегчить и упростить решение ряда задач в гидравлике иногда пользуются понятием идеальной, или совершенной, жидкости, которая обладает абсолютной несжимаемостью, полным отсутствием температурного расширения и не оказывает сопротивления растягивающим и сдвигающим усилиям. Конечно, идеальная жидкость — жидкость фиктивная, не существующая в действительности. Все реальные, встречающиеся в природе жидкости в той или иной степени характеризуются всеми перечисленными выше свойствами. Однако, как уже было отмечено выше, сжимаемость, температурное расширение и сопротивление растяжению для реальных жидкостей ничтожно малы и обычно не учитываются. Таким образом, основной и по существу единственной особенностью, отличающей идеальную жидкость от жидкости реальной, является наличие у последней сил сопротивления сдвигу, определяемых особым свойством жидкости — вязкостью. Ввиду этого идеальную жидкость иногда называют невязкой, а реальную жидкость — вязкой жидкостью. Встречающиеся в природе и применяемые в технике жидкости, их состояние и поведение при различных гидравлических явлениях находятся в непосредственной зависимости от таких физических свойств жидкости, как удельный вес, плотность, вязкость и т. д. Поэтому первой задачей гидравлики, предшествующей непосредственному изучению гидравлики, является определение этих физических свойств, выявление влияющих на них факторов и установление единиц их измерения.

 

Заказать решение           Способ оплаты

 

На главную                                 Вверх

 

Rambler's Top100